QCM : Optique géométrique et nature de la lumière — 16 questions

Explication

La lumière est le phénomène qui déclenche la sensation visuelle et rend la vision humaine possible. Les autres propositions concernent des fonctions qui ne définissent pas le rôle de la lumière dans la vision.

Explication

Le champ de vision de Homo sapiens est de 180 degrés, alors que celui de Felis catus atteint 200 degrés. La vision nocturne du chat est une caractéristique distincte qui ne détermine pas ces valeurs comparées.

Explication

La lumière intervient notamment dans les télécommunications par fibre optique, ainsi que dans la bioluminescence, la photoluminescence, la photosynthèse et l’imagerie médicale. Les autres associations attribuent à ces phénomènes des mécanismes qui ne correspondent pas à leur rôle lumineux.

Explication

La conception ondulatoire représentait la lumière comme une onde, tandis que la conception corpusculaire la représentait comme un flux de particules. Les autres propositions inversent ces notions ou les remplacent par des distinctions sans rapport avec la querelle historique.

Explication

Francesco Grimaldi est associé à l’étude de la diffraction de la lumière par un fil, et Thomas Young à celle des interférences produites par deux fentes. Les autres associations attribuent à ces chercheurs des applications qui ne correspondent pas aux études mentionnées.

Explication

Une onde est la propagation d’une perturbation locale des propriétés d’un milieu. Une perturbation isolée qui ne se propage pas ne constitue pas, à elle seule, une onde, et une onde n’est pas nécessairement un objet matériel ou une variation périodique dans le vide.

Explication

Une onde électromagnétique correspond à une vibration des champs électrique et magnétique et peut se propager dans un milieu matériel ou dans le vide. Une onde mécanique ou une variation de pression ne décrit pas ce phénomène électromagnétique.

Explication

La pulsation $\omega$ caractérise la variation temporelle de la perturbation sinusoïdale. L’amplitude $A$ mesure son amplitude, le nombre d’onde $k$ intervient dans sa variation spatiale et la phase $\gamma$ fixe son déphasage.

Explication

En appliquant $T=\frac{2\pi}{\omega}$ et $\lambda=\frac{2\pi}{k}$, on obtient $T=\frac{2\pi}{4\pi}=0{,}5\,\mathrm{s}$ et $\lambda=\frac{2\pi}{2\pi}=1\,\mathrm{m}$. Les autres résultats proviennent d’une inversion ou d’une mauvaise utilisation des relations entre ces grandeurs.

Explication

Hertz met en évidence l’effet photoélectrique, dans lequel un métal émet des électrons lorsque la fréquence du faisceau dépasse un seuil. L’absorption d’un photon par un électron décrit une interaction atomique, mais ne correspond pas à la découverte attribuée à Hertz ici.

Explication

Einstein explique l’effet photoélectrique en introduisant le photon, ce qui établit la nature corpusculaire de la lumière. La théorie ondulatoire seule ne rend pas compte de ce phénomène dans cette interprétation.

Explication

L’énergie d’un photon vérifie $E=\frac{hc}{\lambda}$ : elle augmente lorsque la longueur d’onde diminue. La relation montre donc que le photon de plus courte longueur d’onde est le plus énergétique.

Explication

L’absorption se produit lorsque l’énergie du photon correspond à la différence entre deux niveaux d’énergie quantifiés. Un électron n’absorbe donc pas un photon selon une condition quelconque de longueur d’onde ou d’énergie.

Explication

La relaxation ramène l’électron excité vers la couche fondamentale et libère une énergie équivalente, notamment sous forme d’un photon. L’état excité est instable, tandis que la couche fondamentale est l’état vers lequel l’électron revient.

Explication

Une source froide produit sa lumière par luminescence, alors qu’une source chaude la produit par incandescence. La conversion d’énergie chimique ou lumineuse concerne des mécanismes particuliers de luminescence, et non la distinction générale entre sources froides et chaudes.

Explication

La bioluminescence transforme une énergie chimique en énergie lumineuse et concerne notamment les champignons. La conversion d’une énergie lumineuse correspond plutôt à la photoluminescence.